冶金分析与实验方法2.ppt

冶金原材料分析 1.4钛矿石分析 1.4.1概述 1.4.2试样的分解 1.4.3分离方法 1.4.4钛的分析 A、光度法 B、容量法 钛矿石分析概述 钛是一种金属元素，灰色，原子序数22，相对原子质量47.87。能在氮气中燃烧，熔点高。钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料，主要用于航天工业和航海工业。 钛矿石分析概述 钛属于稀有金属，实际上钛并不稀有，其在地壳中的丰度占第七位，占0.45%，远远高于许多常见的金属。但由于钛的性质活泼，对冶炼工艺要求高，使得人们长期无法制得大量的钛，从而被归类为“稀有”的金属。用于冶炼钛的矿物主要有钛铁矿（FeTiO3）、金红石（TiO2）和钙钛矿等。矿石经处理得到易挥发的四氯化钛，再用镁还原而制得纯钛。 钛铁矿 钛铁矿是铁和钛的氧化物矿物，是提炼钛的主要矿石。钛铁矿很重，灰到黑色，具有一点金属光泽。晶体一般为板状，晶体集合在一起为块状或粒状。颜色铁黑或呈钢灰色,条痕钢灰或黑色，当含有赤铁矿包体时,呈褐或褐红色。 钛铁矿 成分为FeTiO3。含TiO252.66%，是提取钛和二氧化钛的主要矿物。 性脆。硬度5～6,密度4.4～5g/cm3,密度随成分中MgO含量降低或FeO含量增高而增高。具弱磁性。 钛铁矿 钛铁矿 钛磁铁矿 钛矿的主要矿物组分之一。其中含二氧化钛12％～16％，可视为富含钛的磁铁矿亚种。 一般呈板状和柱状的钛铁矿及布纹状的钛铁晶石镶嵌于磁铁矿晶粒中。 性质与磁铁矿相似。主要产于岩浆矿床中。用于生产钛白粉和海绵钛，也是提炼金属钛和铁的主要矿物原料。 钛磁铁矿 磁铁矿中当Ti4+ 代替Fe3+ ，其中TiO2小于25%时称含钛磁铁矿，TiO2大于等于25%者称钛磁铁矿。含钒钛较多时，则称钒钛磁铁矿。含铬者称铬磁铁矿。钛磁铁矿与钒钛磁铁矿在高温时形成固溶体，温度下降时发生出溶，在光片中可看到钛铁矿在磁铁矿晶粒中生成的显微定向连生常沿磁铁矿的八面体裂开分布，叫钛铁磁铁矿。磁铁矿中的Fe2+ 可被Mg2+ 代替，构成磁铁矿－镁铁矿完全类质同像系列。 钛磁铁矿、钒钛磁铁矿同时亦为钛、钒的重要矿石矿物。富含Ti、V、Ni、Co等元素时可综合利用。 钛磁铁矿 我国攀枝花钒钛磁铁矿床中，钛铁矿呈粒状或片状分布于钛磁铁矿等矿物颗粒之间，或沿钛磁铁矿裂开面成定向片晶。 钛磁铁矿 金红石 金红石就是较纯的二氧化钛，一般含二氧化钛在95%以上，是提炼钛的重要矿物原料，但在地壳中储量较少。它具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能，被广泛用于军工航空、航天、航海、机械、化工、海水淡化等方面。金红石本身是高档电焊条必须的原料之一，也是生产金红石型钛白粉的最佳原料。 金红石 金红石是含钛的主要矿物之一。四方晶系，常具完好的四方柱状或针状晶形,集合体呈粒状或致密块状。暗红、褐红、黄或橘黄色，富铁者呈黑色；条痕黄色至浅褐色。金刚光泽,铁金红石呈半金属光泽。性脆，硬度6～6.5,密度4.2～4.3g/cm3 ,富含铁、铌、钽者密度增大，高者可达5.5g/cm3以上。能溶于热磷酸,冷却稀释后加入过氧化钠可使溶液变成黄褐色(钛的反应)。 金红石 金红石 锐钛矿 锐钛矿（anatase；octahedrite）是由二氧化钛组成的三种矿物中之一种，另外两个是金红石和板钛矿。锐钛矿的物理性质、产出条件和用途等都与金红石相仿，而且它本身还可以蚀变成金红石。 锐钛矿 它产于火成岩及变质岩内的矿脉中，一般还出现于砂矿床中，呈坚硬、闪亮的正方晶系晶体，并具有不同的颜色。著名的脉状矿床产于阿尔卑斯山的许多地区。许多锐钛矿是由榍石风化形成的，而且它本身可蚀变为金红石；由锐钛矿形成的金红石的同质假象(即有相同外形的交代产物)在巴西和乌拉山的碎屑矿床中是很普遍的。类质同像替代有Fe、Sn、Nb、Ta等。此外，尚发现含Y族为主的稀土元素及U、Th。 锐钛矿 褐、黄、浅绿蓝、浅紫、灰黑色，偶见近于无色。条痕无色至淡黄色。金刚光泽。解理完全。硬度5.5~6.5。相对密度3.82~ 3.97。 偏光镜下：褐、黄、蓝、橙黄、蓝绿、浅绿等色。 锐钛矿 较不稳定，故远比金红石少见。形成条件与金红石类似。作为副矿物广布于结晶岩中，或作为榍石、钛铁矿、钛磁铁矿等蚀变的产物。 锐钛矿的其他物理性质、产出条件和用途都与金红石相似，但不如金红石稳定和常见。 板钛矿 提炼钛的矿物原料。二氧化钛的另一种同质异像矿物。化学成分为TiO2。含钛59.95％。斜方晶系。与金红石和锐铁矿成同质三象。晶体呈板状、叶片状。淡黄、褐到黑色。条痕浅黄色、浅灰至褐色。透明或半透明。金刚光泽或半金属光泽。莫氏硬度5.6～6。密度3.9～4.1克／厘米3。 晶体多呈板状，也有的呈柱状。可与金红石成规则连生。 板钛矿 产于